對一種立體痕跡制模材料的改進研究

王貴容, 林龍川

(中國人民公安大學(xué)刑事科學(xué)技術(shù)系,北京 100038)

0 引言

在刑事案件案發(fā)現(xiàn)場犯罪嫌疑人留下的各類痕跡物證中,立體痕跡是常見的一類痕跡,如工具痕跡、槍彈痕跡等。在案件偵破中,這類痕跡常常發(fā)揮著重要的作用。因此,不斷提高現(xiàn)場立體痕跡采痕率具有重要的現(xiàn)實意義。原制模材料在提取立體痕跡時,也具有許多優(yōu)點,比如,操作方法簡便快捷,特征反映清晰,適用范圍廣泛,易于收藏保存,可重復(fù)利用等。但是其在提取有些立體痕跡如較深的空穴形狀立體痕跡時,不能充分反映空穴的特征。分析其原因,其流動性沒有達到要求是一個很重要的原因。因此,針對這一原因,在查閱文獻的基礎(chǔ)上,通過反復(fù)實驗,最后選定在原材料中加入一定比例的二氧化硅,使其流動性和浸潤性加強,進一步增強痕跡的細節(jié)反映。

1 原制模材料的概述

1.1 材料組成

定模劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA-14),150SN低粘度潤滑油為降粘劑,二甲基硅油、白臘為潤滑性助定劑,甘油為脫模劑。

1.2 材料實驗室制作方法

將 EVA-14100g放入電加熱器內(nèi),在攪拌下加熱至軟化粘稠態(tài),注意防止局部溫度過高導(dǎo)致 EVA-14焦化。再將白蠟 64g、150SN潤滑油 20 g、二甲基硅油 16 g等分批加入,繼續(xù)攪拌、研磨至變成半流動態(tài)細膩均勻的熔融體即可,總計 200 g。

1.3 主要的材料配方

表1 立體痕跡制模材料配方組成(重量比) %

2 對原制模材料的改進

2.1 對制作方法的改進

根據(jù)需要,將適量的 EVA-14、白蠟、150SN潤滑油、二甲基硅油按表一配方同時加入電熱器內(nèi),邊加熱邊攪拌,至材料變成半流動狀態(tài)的細膩均質(zhì)的熔融體,然后再加入二氧化硅,攪拌均勻后就可以用于提取立體痕跡了。

同時將 EVA-14、白蠟、150SN潤滑油、二甲基硅油加入電熱器加熱,不僅能有效地防止 EVA-14焦化,而且能提高熔融體的流動性。

2.2 材料組成的改進

在原材料中上加入一定比例的二氧化硅,這樣在保證原材料性能的基礎(chǔ)上,可增強流動性,滿足提取形狀復(fù)雜、較深立體痕跡的需要。

3 實驗

3.1 實驗?zāi)康?/h3>

本實驗主要通過在各份相同原制模材料中加入不同量的二氧化硅,經(jīng)過比對分析,改進原配方,優(yōu)選出一個更適合的提取立體痕跡的配方。

3.2 實驗步驟

(1)按原材料原始配方的組成,總量為 20 g,依比例取其他物質(zhì),即 EVA-1410 g、白蠟 1.6 g、150SN潤滑油 6.4 g、二甲基硅油為 0.8 g。

(2)稱取質(zhì)量為 0.6 g的二氧化硅。

(3)制作一個傾斜度為 50度的斜面(瓷磚平面)。

(4)將步驟(1)中的各物質(zhì)同時加入電熱器內(nèi),邊加熱邊攪拌,至材料變成半流動態(tài)的細膩均質(zhì)的熔融體,接著加入二氧化硅,攪拌均勻,然后迅速將其全部倒在步驟(3)中的平面。當材料在斜面上完全凝固后,測該模型的長度,并記錄該數(shù)值。

(5)然后再將步驟(4)的模型融化,再將其倒在平面,待其完全凝固后,測其長度,并記錄該數(shù)值。

(6)重復(fù)步驟(5)三次,并記錄所有數(shù)值。

(7)重復(fù)上述的步驟,將步驟(2)的二氧化硅改成1.2 g。

(8)重復(fù)步驟(1)～(6),將步驟(2)的二氧化硅改成 1.8 g。

(9)重復(fù)步驟(1)～(6),將步驟(2)的二氧化硅改成 2.4 g。

(10)在木質(zhì)材料以及金屬材料上制作深層凹陷立體痕跡、淺層凹陷立體痕跡和淺表痕跡。

(11)分別將上述步驟制得的材料融化,并用其提取步驟(10)的立體痕跡。

3.3 實驗數(shù)據(jù)和圖像

3.3.1 數(shù)據(jù)

表2 加入二氧化硅的量與流動性的關(guān)系 cm

3.3.2 圖像

3.4 實驗結(jié)果與分析

(1)根據(jù)表2的測量數(shù)據(jù)反映出:隨著二氧化硅量的增加,制模材料的流動性有一定程度的增加,但當二氧化硅的量加到一定程度時,制模材料的流動性降低了。表2中添加 2.4 g二氧化硅的制模材料,并沒有比添加 1.8 g二氧化硅的制模材料的流動性更好。分析原因是初期隨著二氧化硅的加入,填料的彌散分布破壞了原制模材料中大分子鏈的纏繞,使材料的流動阻力變小,因此制模材料的流動性得到增強。但是當二氧化硅的加入超過一定量時,材料中各組分的分布變得團聚而不均勻,材料組分之間的摩擦力增強,材料的流動阻力增強,流動性降低。

第1組圖像

第2組圖像

第3組圖像

第4組圖像

(2)經(jīng)過對各組圖像的比對分析,可以得出:對淺表或淺層凹陷立體痕跡提取的痕跡,二氧化硅的量變化,對提取效果沒有多大的影響。但是在提取較深的凹陷痕跡時,隨著制模材料流動性的提高,其所提取的立體痕跡質(zhì)量更高,特征反映清晰、完整。因此,在提取較淺的立體痕跡時,原制模材料就能達到所需效果,并不需要添加二氧化硅。但在提取較深的立體痕跡時,應(yīng)該加入適量的二氧化硅,提高原材料的流動性,改善痕跡的提取質(zhì)量。

(3)材料的凝固時間與制模材料用量的多少有關(guān)。當制模材料用量為 10 g時,其凝固定型時間大約為 5min;當原材料用量為 20 g時,其凝固定型時間大約為 10min。因此,凝固定型時間的長短主要取決于注入的制模材料量的大小。當所注入的量比較大時,可以在其表面定型后,用冷水冷卻,以加快其凝固定型速度。

(4)在實驗中發(fā)現(xiàn)所提取的立體痕跡模型中,有的存有氣泡。究其原因與操作過程有關(guān)。當把材料加熱到沸騰時,立即去提取立體痕跡時,就會在所提取的立體痕跡中出現(xiàn)氣泡。因此,在熔融該材料時,溫度不能過高,應(yīng)保證在 100～150℃之間。

(5)這次改進實驗,目前還只是研究的初步階段,還需要通過進一步的實驗研究,找到更好、更穩(wěn)定的最佳配方。同時,還得進一步測試該材料的性能,簡化其操作過程,適當?shù)臅r候生產(chǎn)出成品材料。

4 結(jié)論

(1)在原制模材料中適當加入二氧化硅,能提高其流動性。

(2)通過分析對比,對原制模材料改進后的最佳配方(重量比)是 EVA14為 45%、150SN為 31%、白蠟為 10%、二甲基硅油為 6%、二氧化硅為 8%。

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